能源材料——新材料的應用領域前沿(1 / 3)

中國國家發展改革委員會正在製定中國核電發展民用工業規劃,準備到2020年中國電力總裝機容量預計為9億千瓦時,核電的比重將占電力總容量的4%,即中國核電在2020年時將為3600~4000萬千瓦。也就是說,到2020年中國將建成40座相當於大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。

從核電發展總趨勢來看,中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確並正在執行,當前發展壓水堆,中期發展快中子堆,遠期發展聚變堆。具體地說就是,近期發展熱中子反應堆核電站;為了充分利用鈾資源,采用鈾鈈循環的技術路線,中期發展快中子增殖反應堆核電站;遠期發展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。

火箭與導彈的動能——高能推進劑

下麵給大家介紹兩種推進劑:高能推進劑包括液體推進劑與固體推進劑。

液體推進劑

導彈是指以液體火箭發動機作為動力裝置的導彈。簡稱液體導彈。有單級的,也有多級的;有戰略導彈,也有戰術導彈。液體戰略導彈火箭發動機比衝較高,推力大,推進劑流量可調節,能準確控製關機時間。液體導彈有推進劑貯箱和增壓、輸送係統,發動機還有噴注器和冷卻係統等。因此,結構複雜,體積較大。推進劑需有專用的運輸、貯存、化驗和加注設備,增加了地麵設備,影響導彈的機動性。最早的液體導彈是第二次世界大戰末期德國研製的V-2導彈。戰後,蘇聯、美國、中國等先後研製了液體導彈。如美國的“丘比特”“大力神”和前蘇聯的SS-6,SS-18,SS-19等導彈。初期的液體導彈使用的推進劑,沸點低,不便貯存。從20世紀60年代開始,液體導彈廣泛使用了可貯液體推進劑;20世紀70年代,美國的“長矛”導彈使用了預包裝可貯液體推進劑;20世紀80年代末,美國的液體導彈已全部由固體導彈替換。前蘇聯的戰略彈道導彈多數仍是液體導彈。

固體推進劑

固體推進劑是固體火箭發動機的動力源用材料,在導彈和航天技術發展中起著重要的作用,通常可分為雙基推進劑、複合推進劑和改性雙基推進劑。雙基推進劑是硝酸纖維素與硝化甘油組成的均質混合物。複合推進劑是以高聚物為基體,混有氧化劑和金屬燃料等組分的多項混合物。在雙基推進劑中加入氧化劑和金屬燃料組成改性雙基推進劑。

複合固體推進劑的實際比衝可達245~250秒鍾,密度為1.8克br厘米3,有良好的力學性能,采用殼體黏結式裝藥,在導彈和宇航火箭發動機中廣泛應用。而雙基推進劑的實際比衝僅為200~220秒鍾,密度為1.6克br厘米3,采用自由裝填式裝藥,適用於常規武器。

中國國家發展改革委員會正在製定中國核電發展民用工業規劃,準備到2020年中國電力總裝機容量預計為9億千瓦時,核電的比重將占電力總容量的4%,即中國核電在2020年時將為3600~4000萬千瓦。也就是說,到2020年中國將建成40座相當於大亞灣那樣的百萬千瓦級的核電站。

從核電發展總趨勢來看,中國核電發展的技術路線和戰略路線早已明確並正在執行,當前發展壓水堆,中期發展快中子堆,遠期發展聚變堆。具體地說就是,近期發展熱中子反應堆核電站;為了充分利用鈾資源,采用鈾鈈循環的技術路線,中期發展快中子增殖反應堆核電站;遠期發展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。

火箭與導彈的動能——高能推進劑

下麵給大家介紹兩種推進劑:高能推進劑包括液體推進劑與固體推進劑。

液體推進劑

導彈是指以液體火箭發動機作為動力裝置的導彈。簡稱液體導彈。有單級的,也有多級的;有戰略導彈,也有戰術導彈。液體戰略導彈火箭發動機比衝較高,推力大,推進劑流量可調節,能準確控製關機時間。液體導彈有推進劑貯箱和增壓、輸送係統,發動機還有噴注器和冷卻係統等。因此,結構複雜,體積較大。推進劑需有專用的運輸、貯存、化驗和加注設備,增加了地麵設備,影響導彈的機動性。最早的液體導彈是第二次世界大戰末期德國研製的V-2導彈。戰後,蘇聯、美國、中國等先後研製了液體導彈。如美國的“丘比特”“大力神”和前蘇聯的SS-6,SS-18,SS-19等導彈。初期的液體導彈使用的推進劑,沸點低,不便貯存。從20世紀60年代開始,液體導彈廣泛使用了可貯液體推進劑;20世紀70年代,美國的“長矛”導彈使用了預包裝可貯液體推進劑;20世紀80年代末,美國的液體導彈已全部由固體導彈替換。前蘇聯的戰略彈道導彈多數仍是液體導彈。

固體推進劑

固體推進劑是固體火箭發動機的動力源用材料,在導彈和航天技術發展中起著重要的作用,通常可分為雙基推進劑、複合推進劑和改性雙基推進劑。雙基推進劑是硝酸纖維素與硝化甘油組成的均質混合物。複合推進劑是以高聚物為基體,混有氧化劑和金屬燃料等組分的多項混合物。在雙基推進劑中加入氧化劑和金屬燃料組成改性雙基推進劑。

複合固體推進劑的實際比衝可達245~250秒鍾,密度為1.8克br厘米3,有良好的力學性能,采用殼體黏結式裝藥,在導彈和宇航火箭發動機中廣泛應用。而雙基推進劑的實際比衝僅為200~220秒鍾,密度為1.6克br厘米3,采用自由裝填式裝藥,適用於常規武器。

複合推進劑既是固體發動機的燃料,又起到結構材料的一部分作用。所選用的聚合物的種類極其性質對推進劑的性能有很大的影響。因此,以各種聚合物為基體的推進劑得到不斷發展。自1944年美國首先研究成功瀝青-過氯酸鉀複合推進劑以來,先後又研究成功聚硫橡膠型、聚氯乙烯型、聚氨酯型、聚丁二烯型等複合推進劑。目前,以端羥基聚丁二烯推進劑的性能最佳,並獲得廣泛應用。